物联微波炉云食谱实现方法

吴存宏 王涛 童怀俊 魏世民

惠而浦（中国）股份有限公司 安徽合肥 230088

1 引言

目前，微波炉上市后，用户一般只能选择微波炉按键塑贴上标识的几个或十几个菜单。这些菜单由微波炉厂家在设计开发阶段就已经确定，产品出厂后不能变更或者增加新菜单。厂家开发的新菜单，不能更新到已出厂的用户机器中，用户的新需求也不能得到满足，影响用户体验。本文提出的云食谱实现方法可以针对性的解决以上问题。

2 物联微波炉系统

如图1所示，物联微波炉系统由手机APP、云平台、Internet、路由器、微波炉整机（含通信模块）组成。其数据传输路径分为以下两种：

（1）数据下发：点击手机APP按键，发出命令，该命令经由手机联网的4G网络或Wi-Fi网络传送到指定的云服务器。经云服务器处理后通过Internet网络，最终到达用户家中的路由器，再发送到微波炉中的通信模块，通信模块再通过串行通信接口发送给微波炉电脑板。微波炉即可自动执行对应指令，如加热、童锁、暂停、取消等操作。

（2）数据上传：微波炉电脑板在执行命令后，剩余时间、运行状态等参数均会发生变化，微波炉将这些状态参数按数据下发的反向路径上报给手机APP并呈现对应页面及参数，用户即可在手机上实时查看微波炉对指令的执行情况。

3 用户终端与微波炉联网

智能手机、平板电脑等设备都属于用户终端。用户在使用微波炉前，先用手机中的微信等扫描工具扫描微波炉机身或说明书上的二维码下载安装APP，或在发布了该APP的安卓或苹果商店搜索APP名称进行下载安装，安装后进行账号的申请和注册。注册成功后登陆APP，将手机与微波炉进行配网绑定。

常用的配网方式有一键配置、通信模块起热点等。以一键配置为例，打开已安装的APP并登陆，扫描与下载APP相同的二维码进行配网或手动选择设备品类“微波炉”，再选择该款微波炉的机型号进行配网。手机APP进入配网状态，同时按说明书或APP配网的页面指引，按微波炉上的配网按键，即触发微波炉电脑板给通信模块发送配网指令。当听到微波炉有回响，并且Wi-Fi指示灯闪烁后，通信模块即进入配网状态。此时在手机APP中输入当前联网路由器的密码，并点击下一步，等待配网完成。配网成功，APP会跳转到微波炉主页面，并刷新为微波炉相同的状态参数。配网成功后，在云平台注册，建立用户账号与该微波炉绑定关系，即与微波炉中通信模块的绑定关系。每个通信模块都有一个MAC地址，该地址是全球唯一的编号，可以区分具体是哪一台微波炉，一键配置的配网方式如图2所示。

4 云食谱参数录入

在云端后台录入的内容包括两部分，两个部分的参数录入步骤如图3、图4所示。以下为云食谱参数录入内容的具体说明：

（1）第一部分是一些用户可见的指引内容，主要包括食谱名称、食材、制作步骤等：

a.“食谱名称”即食谱的中文命名，如：孜然羊肉。

b.“食谱作者”可以是微波炉厂家制作者也可以是采用该微波炉的用户分享的制作者。

c.“食谱标签”即食谱所在类别，类别包括：烧烤、小食、饮品、中餐、汤羹、清蒸、西餐等。

d.“食谱主图”即展示本菜的图片，按平台要求的尺寸及格式上传。

e.“食谱简介”即本菜的简要特色。

f.“食材配方成分”即制作本菜的主材及分量、辅材及分量、调料及分量。

g.“制作参考时间”即总共的制作大致时间。

h.“小贴士”即制作过程的注意事项等。

i.“食材连接”可以直达平台合作商超的本菜制作所需食材的购买链接。

j.“食谱描述”中的“步骤1”即第一步的制作方法的文字描述。

k.“步骤效果图”即步骤1对应的图片演示；步骤2、步骤3...等录入方法类似步骤1。

第二部分为微波炉制作所需分解步骤的时序，包括制作阶段步骤名称及文字描述、是否提示、加热类型、类型参数、加热时间等命令参数：

a.控制步骤1的“步骤名称”即加热阶段1的步骤名称。

b.“步骤文字描述”即本制作阶段的简要文字描述。

c.“开始前震动提示”即选择本制作阶段开始时是否手机震动提示用户。

d.“WF_ID”即加热方式。

e.“PowerMode”即加热方式对应的加热参数。

f.“WorkTime”即步骤阶段的运行时间。

g.步骤2、3、4等的录入类似步骤1。如步骤2，是暂停阶段，实际不加热，只需要“WorkTime”这一个参数，那么其他参数就无需录入。

5 一键制作

用户点击手机APP中的“云食谱”，进入云食谱的二级页面，再选择“孜然羊肉”，进入该云食谱的详情页，可以先查看食谱介绍、所需要的食材分量及具体步骤制作方法。APP呈现页面就是事先在云平台录入的内容。用户点击页面下方的“一键制作”，云食谱指令便会发送给微波炉执行。如果微波炉炉门未关，APP会即时向用户发出未关提示，如图5所示。

图1 物联微波炉系统

图2 一键配置步骤示意图

图3 第一部分参数录入示例图

图4 第二部分部分参数录入示例图

6 下发指令解析

通信模块接收到云端指令后，需要解析转换为与微波炉电脑板的串口通信指令，包括帧头、帧长、帧类型、有效数据及校验。电脑板再按收到的串口通信指令执行。以“孜然羊肉”的串口通信指令为例，该指令包括：

a.云食谱菜单编号。

b.步骤1采用微波加热，微波功率值为800瓦，加热时间为1分30秒。

c.步骤1和步骤2之间的暂停时间为2分钟。

d.步骤2采用组合加热，组合参数值为组合1，加热时间为4分钟。

e.步骤3采用烧烤加热，烧烤参数值为30秒，加热时间为2分30秒。

f.启动命令。

7 上报状态解析

微波炉电脑板接收通信模块发来的指令，处理并执行相应动作，状态发生变化。最新状态按电脑板串口通信协议格式返回给通信模块。例如“孜然羊肉”的返回状态包括：

a.当前状态处于运行中。

b.制作总剩余时间为8分钟。

c.当前步骤时间为1分30秒。

d.制作步骤总数为4。

e.当前步骤为步骤1。

f.云食谱菜单编号。

g.微波火力800瓦。

h.步骤1为微波加热，步骤3为组合加热，步骤4为烧烤加热。

图5 炉门未关提示页面

8 状态同步

APP可以实时显示微波炉的状态，制作中、暂停、制作完成、故障报警等页面如图6所示。

9 结论

通过以上云食谱的方案介绍，可在带物联功能的微波炉机型上，厂家在云端后台录入新食谱及对应参数，或优化已有食谱参数。用户只需选择点击，即可完成制作。

本文所述方案仅是厂家录入的专家食谱，仍有不足之处。比如完善开放平台用户权限，让用户可以自编食谱，分享DIY的乐趣。

图6 APP中微波炉状态页面示例

[1] 特南鲍姆, 韦瑟罗尔著, 严伟, 潘爱民译. 计算机网络. 清华大学出版社,2012.3.

[2] Kevin R.Fall, W.Richard Stevens. TCP/IP详解,卷1：协议.机械工业出版社，2012.5.

[3] Robert Oshana, Mark Kraeling. 嵌入式系统软件工程—方法、实用技术及应用.清华大学出版社，2016.5.